分喷桩在软基中的处理措施

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三、喷粉桩法在软土路基施工中的应用

（一）、目前我国软土地基处理的现状

在我国高等级公路的软土地基处理中，常用的方法主要有粉喷桩、砂垫层法、竖向排水法（袋装砂并、塑料排水板）、加铺土工织物（土工布、土工格栅）、碎石桩、砂桩、深层搅拌、强夯等。采用最多的是砂垫层+袋装砂井（或塑料排水板）土工布的处理办法，可以得到比较经济且效果较佳的结果。

在软土地基上修筑公路和桥梁并不都会发生问题、只要设计和施工措施得当，就可以保证路堤、桥梁的稳定和使用效果。软土地基上路堤的设计与施工方案，应结合当地工程地质条件、材料供应、投资环境、工期要求和环境保护等因素，按照因地制宜、就地取材、分期修建、综合处治的原则进行充分论证，使设计和施工方案达到技术上先进、经济上合理。

（二）、粉体搅拌桩在软土地基处理中的应用

1、粉体搅拌法

粉体搅拌法（简称粉喷法），是用特制的设备和机具，将加固剂粉体材料（水泥或石灰）通过压缩空气的传送，与地基土强行拌和，使之产生充分的物理、化学反应后，形成一定强度的桩体（简称粉喷桩）。这是一种改善土质，提高地基强度的软土地基加固方法，可以广泛地适用于淤泥质土，杂填土，软粘土等地基加固。

2、水泥加固土物理力学特性

物理性质。容量：水泥与土搅拌后，基容量变化不大，仅比原土的容量增加5％；含水量：水泥加固土含水量略低于原土的含水量，约减少3％—7％。

水泥土力学生质。水泥加固土的抗压强度。一般为300—4000KPa，比天然软土加大几十甚至几百倍，影响加固土抗压强度的因素较多，如与土类、含水量、水泥掺入量、养护龄期以及外掺剂等因素有关：经试验，当水泥掺入比a<5％时，加固效果微弱，工程施工中一般采用a=7—15％为宜；当其它条件相同时，水泥加固土的强

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度随土的含水量增加而降低，当土样的含水量为50％一80％时，含水量每降低l0％，则水泥土的强度提高30％—50％；水泥加固土的强度随龄期增长而增长，早期强度增长较快，7d龄期强度可达28d龄期强度的60％，一般情况下，龄期超过28d后，强度仍有明显增加，3个月龄期强度可达到0.3—2.0MPa。

水泥加固土的抗拉强度。经试验，当水泥土的抗压强度在300—4000Kpa时，抗拉强度为抗压强度的15%。

3、粉喷法加固软土地基的特点

粉喷法加固软土地基，是一项新的工艺，与其它软土加固方法相比，具有较多突出之处；

原理科学、费用低廉。加固成本低。由于采用地基土自身作为桩料，掺入少量固化剂，一般掺入15%左右的水泥，平均每米不超过50kg水泥，每米材料成本费仅l0元左右，比其它地基加固方法成本均低；桩身质量好。由于成桩粉体与土拌和，化学反应充分，桩身强度相对较大；地基加固后无附加荷载，因为掺入的固化剂含量较少，加固土的容重略大于地基土的容重，可将地基土的附加荷载忽略不计。

干法施工。施工不需要水源，不需要排污，场地干净；桩体强度高，与深层搅拌法相比较，在条件相同的情况下，粉喷桩施工效果较好，因为深层搅拌法是湿法施工，而粉喷桩是干法施工，是从地基土中吸取一定的水量，从而提高了地基的加固效果；无侧向挤土问题。

该工艺与打入桩或压入桩相比，由于成桩是将原土作为主要桩料，在地基中几乎不增加体积，故不产生侧向挤土，所以粉喷桩施工对临近环境无其它影响，甚至可以紧贴相临基础施工，该工艺可根据工程需要及地质条件，以不同的掺灰量控制不同的桩身强度，也可以在同一地基中不同层位控制不同桩身强度，以满足工程上的需要；该工艺平面桩位布置灵活，可以组成各种几何形状的桩体，如单桩分开的桩式，桩体相切或搭接的墙壁式，以及桩体构成网格状的块体式，并适用于各种工程，如建筑物地基加固，边坡抗滑加固等，还可以加固地基中的某个部分，应用广泛：粉喷桩施工专用机械主要由成桩钻机，空压机，供料机三大件组成。设备简单，机身体积小，步履移动方便。

4、施工工艺 （1）施工准备

1）粉喷桩施工前应准备下列施工技术资料：施工场地的工程地质报告，土工试

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验报告，室内配比试验报告，粉喷桩设计桩位图，原地面高程数据表，加固深度与停灰面高程以及测量资料等。

2）场地平整、清除障碍。如场地低洼，应回填粘性土；施工场地不能满足机械行走要求时，应铺设砂土或碎石垫层。若地表过软，则应采取防止机械失稳措施。

3）施工机具准备，进行机械组装和试运转。

4）粉喷桩的施工工艺根据设计要求的配比和实测的各项施工参数通过试桩来确定。试桩一般为5根，通过试桩来确定钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷粉量等。

5）粉喷桩所用的水泥（4 2 5襻普通硅酸盐水泥）应符合设计要求，并有产品合格证，并经室内检验合格才能使用，严禁使用受潮、结块变质的加固料。

（2）施工程序。放桩位——钻机就位——调平——送风——钻至设计深度——差粉——提升搅拌——提升至地平——停粉——复搅l／3桩长——壤升至地平——停风——钻机移动——重复循环。

（3）施工中注意事项。

①明确设计要求，了解地基的地质情况。

②开工前先打试验桩，根据不同的地质条件，合理选择钻机的档位，研究室喷粉机压力和喷粉量。

③严格控制钻孔深度，喷灰时间及停灰时间，确保粉喷桩桩长，成桩应打入持力层50cm严禁在末钻至设计深度及末喷灰的情况下钻机提升作业。

④定时检查粉喷桩的成桩直径及搅拌均匀程度，对使用的钻头必须随时检查，其钻头磨损量不得大于lcm。

⑤喷灰机必须配有水泥计量装置，施工中及时记录水泥的瞬时喷入量和累计喷入量。若发现喷灰量不足应进行整桩复打，复打的喷灰量仍不小于设计用量。若遇停电，机械故障等原因中断喷粉，在恢复喷粉时，其重叠孔段长度应大于lm。

⑥桩身上部1/3桩长范围内，施工中应严格进行重复搅拌，使水泥和土充分拌和，提高上部桩身强度，使之符合荷载的传递规律。

⑦为防止水泥飞扬造成污染，当钻头提升到地面以下0.5m时，喷灰机应停止喷灰，并使钻机迅速换档下钻，上部0.5m范围内用人工回填粘土并压实。

⑧施工中应认真填写原始记录。为保证机械设备完好及人身安全，严禁违章操作。

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四、粉体喷射搅拌桩处理软土地基施工技术总结

粉体喷射搅拌桩简称粉喷桩，它适用于淤泥质粘土、淤泥亚粘土、粉性土、砂性土等各类软土地基的加固。经粉喷桩处理的软土地基，具有整体性、水稳性好，并成为有一定强度的复合体。沪宁高速公路E标段总长34.292km，均在丹阳市境内，路线经过地区软土的种类有淤泥质粘土、亚粘土、淤泥、粉质土及可液化的土等，种类较多。软土分布的深度也不一，E1标段在10m左右；E2标段有浅层软土，也有深层软土，深度4～12m；E3标段为深层软土，深度12～18m；E5标段表层、浅层、深层都有，最深的达20m以上。E标段软土地基共12.836km，占全长的37.43％，需处理的长度为6.17km，占全长的18.01％。原设计采用粉喷桩处理的长度为1042m，占需处理长度的16.89％，共有粉喷桩36585根，380876m。更设计后，粉喷桩处理的长度为697.5m，有粉喷桩24550根，206445m，由于个别地段经静力触探为非软基段，因此，实际施打24255根，203015m。粉喷桩的桩长视软土的深度和性质而定，桩径为50cm，每米喷入的水泥量为50kg。

（一）、粉体喷射搅拌桩所用的施工机械

1、常用施工机械

（1）深层喷射搅拌机1台；（2、）YP.1型粉体喷射机1台；（3）空气压缩机l台；（4）75kW以上发电机组l台。

2、机械类型和主要技术参数

E标段粉喷桩施工主要使用上海探矿机械厂生产的GPF-5型、GPF-7型和武汉工程机械厂生产的PH.5A型和PH-7型等机型，它们的基本性能一样，只是在喷粉的计量方式上有所不同，GPF型采用流量计显示喷粉量；PH型采用电子称显示喷粉量。

（二）、粉体喷射搅拌桩的材料要求

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